DE661912C

DE661912C - Switch with arc extinguishing by flowing gas

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Publication number: DE661912C
Application number: DER94249D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-02-23
Filing date: 1935-09-19
Publication date: 1938-06-30

Description

`Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Gas Gegenstand der Erfindung ist ein Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Gas, insbesondere ein Druckgas-Düsenschalter, bei welchem das Löschgas im Schalter selbst bei der Stromunterbrechung erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist in Reihe mit der Hauptunterbrechungsstelle eine weitere Unterbrechungsstelle vorgesehen, deren Abschaltlichtbogen das für die Bewegung der Hauptschaltstelle erforderliche Druckgas erzeugt. Derartige Schalter sind bekannt.`Switch with arc quenching by flowing gas subject to the Invention is a switch with arc quenching by flowing gas, in particular a pressurized gas nozzle switch, in which the extinguishing gas in the switch itself at the Power interruption is generated. For this purpose it is in series with the main breakpoint Another interruption point is provided, the cut-off arc for the Movement of the main switching point generates the required compressed gas. Such switches are known.

Es ist v orteilhaft,die Hauptunterbrechungsstelle als Düsenschaltstelle auszubilden, da sich diese Schalterform für die Lichtbogenlöschung als besonders geeignet erwiesen hat. Jedoch setzt die Verwendung von Düsenschaltstellen das Vorhandensein eines Mindestdruckes des Löschgases voraus. Wird nun das erforderliche Druckgas beim Unterbrechungsvorgang im Schalter durch den Lichtbogen selbst erzeugt, so besteht beim Abschalten kleiner Ströme die Gefahr, daß das erzeugte Löschgas nicht die notwendige Druclchöhe erreicht, so daß die Düsenschaltstelle nicht in der Lage ist, diese kleinen Ströme sicher zu schalten.It is advantageous to use the main break point as the nozzle switching point to train, since this form of switch for the arc extinguishing as special has proven suitable. However, the use of nozzle switching points presupposes the presence a minimum pressure of the extinguishing gas ahead. Now the required compressed gas generated during the interruption process in the switch by the arc itself, so there is when switching off small currents, there is a risk that the extinguishing gas produced will not provide the necessary one Druclchöhe reached so that the nozzle switching point is not able to these small Switching currents safely.

Diesem Mangel wird nach der Erfindung dadurch abgeholfen. daß als Hilfsunterbrechungsstelle zur Erzeugung des Druckgases ein Röhrenschalter mit Einengung des Lichtbogens zwischen gasabgebenden Wandungen verwendet wird. EinederartigeUnterbrechungsstelle erzeugt nicht nur bei der Abschaltung großer Ströme das für die sichere Lichtbogenlöschung erforderliche Löschgas von genügender Druckhöhe, sondern ist auch imstande, kleinere Ströme selbst sicher abzuschalten. Man verzichtet also bei der erfindungsgemäßen Anordnung darauf, kleinere Ströme an der Hauptschaltstelle zu löschen, wo diese Abschaltung unter Umständen Schwierigkeiten bereitet, und überträgt stattdessen die Unterbrechung dieser kleineren Ströme der mit der Hauptschaltstelle in Reihe liegenden und vorzugsweise nur zur Löschgaserzeugung für die Hauptschaltstelle dienenden zweiten Unterbrechungsstelle.This deficiency is remedied according to the invention. that as Auxiliary interruption point for generating the compressed gas is a tube switch with a restriction of the arc is used between gas-emitting walls. Such an interruption point not only when switching off large currents does this ensure safe arc extinguishing required extinguishing gas of sufficient pressure, but is also capable of smaller Switch off currents safely yourself. So one dispenses with the invention Arrange to delete smaller currents at the main switching point, where they are Shutdown may cause difficulties and transmits instead the interruption of these smaller currents in series with the main switching point lying and preferably only used to generate extinguishing gas for the main switchgear second interruption point.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Abb. i zeigt eine Ausführungsform, die die Kombination aus einem Röhrenschalter und einem Druckgasdüsenschalter darstellt. Die Düsenschaltstelle besitzt den feststehenden Kontakt i und den stiftförmigen Gegenkontakt 2. Die eigentliche Düse 3 besteht im vorliegenden Fall aus Metall, kann jedoch auch aus Isolierstoff bestehen und dichtet in der gezeichneten Einschaltstellung den von dem Isolator d. gebildeten Schaltraum 5 nach außen ab. Das Schaltstück a besitzt in seinem unteren Teil eine weitere' Kontaktstelle 6, die mit dem feststehenden Gegenkontakt 7 in Berührung steht. Die Stromänschlüsse erfolgen bei 8 und 9. Unterhalb des Kontaktes 7 befindet sich eine Röhre io aus gasabgebendem Isolierstoff. Ebenso ist der mittlere Teil des Schaltstückes 2 mit einem Belag i i aus gasabgebendem Isolierstoff versehen. Es kommen hierfür insbesondere Carbainidharze oder ähnlich wirkende Kunstharze in Betracht. Das Schaltstück 2 besitzt gegenüber dem Kontakt i bzw. der Abdichtungsstelle 12 der Düse 3 eine derartige Überschleifung, daß der Kontaktschluß und die Abdichtung des Schaltraumes 5 noch nach Trennung der Kontakte 6 und 7 eine gewisse Zeit lang aufrechterhalten wird.Fig. I shows an embodiment using the combination of a tube switch and a pressurized gas nozzle switch. The nozzle switching point has the fixed one Contact i and the pin-shaped mating contact 2. The actual nozzle 3 consists of the In the present case made of metal, but can also consist of insulating material and seal in the switched-on position shown by the isolator d. formed control room 5 to the outside. The contact piece a has in its lower part another ' Contact point 6, which is in contact with the stationary mating contact 7. the Current connections are made at 8 and 9. Below the contact 7 is a Tube io made of gas-emitting insulating material. Likewise is the middle part of the contact piece 2 provided with a covering i i made of gas-emitting insulating material. It come Carbainide resins or similarly acting synthetic resins are particularly suitable for this purpose. The contact piece 2 has opposite the contact i or the sealing point 12 the nozzle 3 such a looping that the contact closure and the seal of the control room 5 for a certain period of time after the contacts 6 and 7 have been separated is maintained.

In der gezeichneten Einschaltstellungfließt der Strom von dem Anschluß 8 über den Kontakt 7 zu dem kontaktgebenden Teil 6 des Schaltstückes 2 und von dessen oberen Teil aus durch den Kontakt i in die Düse 3 und den Schalldämpfer 13 zur Ableitung 9. Die beiden Kontaktstellen 6, 7 bzw. i, 2 sind also in Reihe geschaltet.In the switched-on position shown, the current flows from the connection 8 via the contact 7 to the contact-making part 6 of the contact piece 2 and from it upper part through the contact i into the nozzle 3 and the muffler 13 for discharge 9. The two contact points 6, 7 and i, 2 are therefore connected in series.

Wenn beim Ausschalten das Schaltstück :2 in Richtung des Pfeiles 14 nach unten gezogen wird, so tritt zunächst eine Kontakttrennung zwischen 6 und 7@ ein. Der entstehende Unterbrechungslichtbogen wird in die Röhre io hineingezogen und durch den nachfolgenden Isolierbelag in einen engen Ringspalt gezwängt, in welchem er in innige Berührung mit den Wandungen io und ii gelangt, so daß,eine intensive Gaserzeugung aus diesen Wandungen stattfindet. Die erzeugten Gase wirken bereits beim Durchströmen in den Schaltraum 5 lichtbogenlöschend. Infolge der Überschleifung des Kontaktes 2 ist dieDüsenschaltstelle noch geschlossen und abgedichtet, so daß sich die erzeugten Gase in dem Schaltraum 5 sammeln, bis der Kontakt 2 seinen Gegenkontakt i verläßt und ein zweiter Unterbrechungslichtbogen gezogen wird, der durch die nunmehr aus dem Schaltraum 5 unter hohem Druck durch die Düse hindurch expandierenden Gase gelöscht wird. Bei kleinen Strömen wird die Löschung im allgemeinen bereits vor dem Öffnen der Düsenschaltstelle in der Schaltröhre erfolgt sein, so daß an der Düsenschaltstelle in diesem Falle überhaupt kein Lichtbogen entsteht. Der Schalter wirkt also hier praktisch wie ein Röhrenschalter. Bei großen Strömen dagegen ist die Wirkung ähnlich der eines Druckgasdüsenschalters mit Fremdgas, eine Anordnung, die sich zur Löschung großer Ströme bis zu den höchsten Leistungen als besonders zweckmäßig erwiesen hat.If the contact piece is switched off: 2 in the direction of arrow 14 is pulled down, a contact separation occurs between 6 and 7 @ a. The resulting interruption arc is drawn into the tube io and squeezed into a narrow annular gap by the subsequent insulating covering, in which he comes into intimate contact with the walls io and ii, so that, an intense Gas generation takes place from these walls. The gases generated are already working arc-extinguishing when flowing through the control room 5. As a result of the looping of contact 2, the nozzle switching point is still closed and sealed so that the gases generated collect in the control room 5 until the contact 2 is its mating contact i leaves and a second interruption arc is drawn, which is caused by the now from the switching room 5 under high pressure through the nozzle expanding gases is deleted. In the case of small currents, the extinction is generally already before the opening of the nozzle switching point in the interrupter, so that at the In this case, no arc at all occurs at the nozzle switching point. The desk so works here practically like a tube switch. On the other hand, in the case of large currents the effect is similar to that of a pressurized gas nozzle switch with foreign gas, an arrangement which are used to extinguish large currents up to the highest performances as special Has proven expedient.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, zur Unterstützung der Kleinstromlöschung in an sich bekannter Weise zusätzlich Druckgas von außen zuzuführen. Dieses Druckgas kann dazu verwendet werden, auch die Gaserzeugungsvorrichtung von Abgasen und sonstigen Lichtbogenprodukten zu reinigen. Zu diesem Zweck wird man das Druckgas von unten zuführen, so daß es vor dem Eintreten in den Schaltraum 5 die Röhre 1o durchströmt. Andererseits ist es auch mög lich, das Druckgas durch den Isolator 4. von außen oder durch das Schaltstück 2 von innen direkt dem Schaltraum 5 zuzuführen.In some cases it can be useful to support the extinguishing of small currents additionally supply compressed gas from the outside in a manner known per se. This pressurized gas can be used to even the gas generating device of exhaust gases and others To clean arc products. For this purpose one gets the pressurized gas from below feed so that it flows through the tube 1o before entering the switch room 5. On the other hand, it is also possible, please include the pressure gas through the isolator 4. from the outside or through the contact piece 2 from the inside directly to the control room 5.

Dadurch, daß der Belag i i einen größeren Durchmesser besitzt als das Schaltstück 2, wirkt der Druck der Gase in dem Schaltraum 5 auf die Schaltbewegung beschleunigend, indem die obere Stirnfläche des Belages i i als Kolben wirkt.The fact that the lining i i has a larger diameter than the switching piece 2, the pressure of the gases in the switching room 5 acts on the switching movement accelerating, in that the upper face of the lining i i acts as a piston.

Abb.2 zeigt die Düsenschaltstelle des Schalters nach Abb. i in derjenigen Stellung des Schaltstückes 2, wo die Ausströmung der Löschgase aus dem Schaltraum 5 und die Löschung des zwischen i und 2 gezogene:i Lichtbogens erfolgt.Fig.2 shows the nozzle switching point of the switch according to Fig. I in the one Position of the switching piece 2, where the extinguishing gases escape from the switch room 5 and the extinguishing of the: i arc drawn between i and 2 takes place.

In Abb. 3 ist die f_lberschleifung des Schaltstückes 2 gegenüber dem Düsenkontakt i verhältnismäßig klein. Statt dessen ist, wie es an sich schon vorgeschlagen worden ist, ein in die Düsenöffnung hineinragender Isolierstift 15 vorgesehen, der gleichfalls aus gasabgebendem Stoff bestehen kann und dadurch zur Verstärkung der Gaserzeugung beiträgt. Das Schaltstück 2 selbst ist rohrförmig ausgestaltet. Das Isolierstück 15 dient gleichzeitigals Anschlag für eine an sich bekannte zusätzliche Abreißelektrode 16, die mit dem Schaltstück 2 leitend verbunden ist,. jedoch relativ beweglich zu dem Rohrschaltstück 2 ist und unter dem Druck einer Feder 17 steht.In Fig. 3, the looping of the contact piece 2 is relatively small compared to the nozzle contact i. Instead, as has already been proposed, an insulating pin 15 protruding into the nozzle opening is provided, which can also consist of a gas-emitting substance and thereby contributes to the increase in gas generation. The contact piece 2 itself is tubular. The insulating piece 15 serves at the same time as a stop for an additional tear-off electrode 16, known per se, which is conductively connected to the contact piece 2. however, it is relatively movable to the pipe contact 2 and is under the pressure of a spring 17.

Wenn ausgeschaltet wird, tritt zunächst die Unterbrechung und Gaserzeugung zwischen den Kontakten 6 und 7 in gleicher Weise wie bei Abb. i ein. Wenn sich der Rohrkontakt 2 von dem Düsenkontäkt i trennt, so bleibt die Elektrode 16 unter der Wirkung der Feder 17 in der gezeichneten Stellung, die der günstigsten Löschentfernung gegenüber der Düse entspricht, so daß der Lichtbogen an dieser Stelle mit Sicherheit endgültig unterbrochen wird. Das Isolierstück i5 wirkt gleichzeitig verringernd auf den Durchtrittsquersehnitt der Düse. Durch entsprechende Bemessung seines Durchmessers in bezug auf die Düsenöffnung kann daher die Ausströmzeit des Druckgases aus dem Schaltraum 5 und die Charakteristik des Druckabfalls auf den günstigsten Wert eingestellt werden. Am oberen Ende des Schaltstückes 2 befindet sich eine Mitnehmervorrichtung 18, die im Laufe der Ausschaltbewegung gegen den verstärkten Teil ig der Elektrode 16 schlägt und die Elektrode dadurch in die endgültige Ausschaltstellung mitnimmt.When it is switched off, the interruption and gas generation occurs first between contacts 6 and 7 in the same way as in Fig. i. If the Pipe contact 2 separates from the nozzle contact i, the electrode 16 remains under the Effect of the spring 17 in the position shown, that of the most favorable extinguishing distance opposite to the nozzle, so that the arc at this point with certainty is finally interrupted. The insulating piece i5 has a reducing effect at the same time on the passage cross section of the nozzle. By appropriately dimensioning its diameter in relation to the nozzle opening can therefore, the outflow time of the compressed gas from the Switch room 5 and the characteristic of the pressure drop are set to the most favorable value will. At the upper end of the contact piece 2 there is a driver device 18, which in the course of the switch-off movement against the reinforced part ig of the electrode 16 strikes and thereby takes the electrode with it into the final switch-off position.

In Abb. .4 sind das bewegte Schaltstück 2 der Düsenschaltstelle und der bewegte Kontakt 6 der Röhrenschaltstelle nicht starr miteinander gekuppelt, sondern durch eine Mitnehmervorrichtung, die aus den Anschlägen 21 am Rohrkontakt 6 bzw. 22 an der Verlängerung des Schaltstückes 2 besteht. Im Einschaltzustand fließt der Strom von dem Rohrkontakt 6 über den feststehenden Kontakt 7 zu dem Schaltstück 2 und von da durch den Kontakt i über die Metalldüse 3 zur Ableitung 9. Mit dein Schaltstück :2 ist einFederteller 23 verbunden, auf den eine Feder 24 im Sinne der Kontaktschließung wirkt. Der gasabgebende Isolierteil i i bildet hier keinen Belag, sondern direkt einen Fortsatz des Schaltstückes 2 und ragt bereits im Einschaltzustand in die aus gasabgebendem Stoff bestellende Röhre io hinein. Dies hat den Vorteil, daß beim Trennen des Rohrkontaktes 6 von dem Gegenkontakt 7 der Lichtbogen sofort in den Ringspalt zwischen den beiden feststehenden gasabgebenden Teilen io und i i gezogen und dadurch in besonders innige Berührung mit diesen Teilen gebracht wird. Bei diesem ersten Teil der Ausschaltung bleibt derKontaktschluß zwischen demSchaltstück2 und dem Düsenkontakt i bestehen, so daß sich ein hinreichender Löschgasvorrat im Schaltraum 5 ansammeln kann. Erst wenn der Anschlag 2i gegen den Mitnehmer 22 stößt, wird auch das Schaltstück 2 mitgenommen und der entstehende zweiteLichtbogen durch dieunter hohem Druck ausströmenden Gase gelöscht.In Fig. 4, the moving contact 2 of the nozzle switching point and the moving contact 6 of the tube switching point are not rigidly coupled to one another, but by a driver device consisting of the stops 21 on the pipe contact 6 and 22 on the extension of the switching piece 2. In the switched-on state, the current flows from the tubular contact 6 via the fixed contact 7 to the switching piece 2 and from there through the contact i via the metal nozzle 3 to the discharge line 9. With your switching piece: 2, a spring plate 23 is connected to which a spring 24 in the sense the contact closure works. The gas-emitting insulating part ii does not form a coating here, but rather directly an extension of the contact piece 2 and, even in the switched-on state, protrudes into the tube io, which is made of gas-emitting substance. This has the advantage that when the pipe contact 6 is separated from the mating contact 7, the arc is immediately drawn into the annular gap between the two stationary gas-emitting parts io and i i and is thereby brought into particularly intimate contact with these parts. During this first part of the disconnection, the contact between the contact piece 2 and the nozzle contact i remains, so that a sufficient supply of extinguishing gas can accumulate in the control room 5. Only when the stop 2i strikes against the driver 22 is the contact piece 2 also taken along and the resulting second arc is extinguished by the gases escaping under high pressure.

Die Anordnung kann hierbei so getroffen werden, daß nach dem Abschalten der Mitnehmer 22 wieder freigegeben wird, so daß sich das Schaltstück 2 unter der Wirkung der Feder 24. selbsttätig in seine Schließstellung bewegt. Beim Einschalten findet dann das Schließen des Stromkreises zwischen den Kontakten 6 und 7 statt.The arrangement can be made so that after switching off the driver 22 is released again, so that the contact 2 under the Action of the spring 24 automatically moves into its closed position. When switching the circuit is then closed between contacts 6 and 7.

Abb.5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Öffnen der Düsenschaltstelle in Abhängigkeit von dem im Schaltraum 5 herrschenden Gasdruck selbsttätig erfolgt. Der diisenförmige Kontakt 25 bildet einen Ventilkörper, der unter der Wirkung der Feder 26 steht und einen als Ventilkegel dienenden Gegenkontakt 27 besitzt. Dieser ist vermittels Rippen 28 befestigt, die durch Schlitze des rohrförmigen Schaltstückes 2 greifen. Das Schaltstück 2 hebt in der gezeichneten Einschaltstellung den Düsenkontakt 25 von dem Kontakt 27 ab, so daß zwischen den Teilen 2 und 25 ein Druckkontakt zur direkten Stromübertragung entstellt und das Innere des Schaltraumes 5 mit der Außenluft in Verbindung steht.Fig.5 shows an embodiment in which the opening of the nozzle switching point takes place automatically as a function of the gas pressure prevailing in the control room 5. The diaphragm-shaped contact 25 forms a valve body which, under the action of the Spring 26 stands and has a mating contact 27 serving as a valve cone. This is attached by means of ribs 28, which through slots of the tubular contact piece 2 grab. The switching piece 2 lifts the nozzle contact in the switched-on position shown 25 from the contact 27, so that between the parts 2 and 25 a pressure contact to direct power transmission and the interior of the switch room 5 with the outside air communicates.

Wenn beim Ausschalten der Rohrkontakt 2 nach unten bewegt wird, kommt die Düse 25 in Berührung mit dem Gegenkontakt 27 und schließt den Schaltraum gasdicht ab. Das Schaltstück 2 verläßt dann den Kontakt 27, finit dein es in schleifender Berührung stand, so claß sich ein Unterbrechungslichtbogen bildet, der in dem Spalt zwischen den gasabgebenden Wandungen- der Schaltröhre i o und des stiftförmigen Isolierteiles i i die zur Lichtbogenlöschung nötige Druckgasmenge erzeugt. Sobald der erforderliche Druck in dem Schaltraum 5 vorhanden ist, wird die Gegenkraft der Feder 26 überwuüden und die Düse a5 bewegt sich nach oben, gibt den Ausströmweg für die Gase frei und zieht gleichzeitig zwischen sich und dem Kontakt 27 einen weiteren Lichtbogen, der durch die ausströmenden Gase beblasen und gelöscht wird. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß sich die günstigste Löschstellung der Kontakte sofort beim Ansprechen des Ventils ergibt.If the pipe contact 2 is moved down when switching off, comes the nozzle 25 in contact with the mating contact 27 and closes the switching space gas-tight away. The contact piece 2 then leaves the contact 27, finite it in sliding Contact, an interruption arc is formed in the gap between the gas-emitting walls of the interrupter i o and the pin-shaped Insulating part i i generates the amount of compressed gas required to extinguish the arc. As soon the required pressure is present in the control room 5, the counterforce is the Overcome spring 26 and the nozzle a5 moves upwards, giving the outflow path free for the gases and at the same time pulls a between itself and the contact 27 another arc, which is blown and extinguished by the escaping gases. This arrangement has the particular advantage that it is the most favorable extinguishing position the contact results immediately when the valve responds.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switch with arc quenching by pouring Gas, with a main switching point in series with the nozzle switch lying further interruption point, whose in the power interruption first drawn arc the compressed gas required to blow the main switching point generated, characterized in that the second, the compressed gas generating interruption point as a tube switch with narrowing of the arc between gas-emitting walls is designed and takes over the shutdown of smaller currents.

2. Switch to Claim i, characterized in that the moving contacts of both switching points are rigidly coupled to each other and the switching piece of the nozzle switching point has a smoothing corresponding to the gas generation time (Fig. i).

3. Switch according to claims i and 2, characterized in that both interruption points lie in one axis.

4 .. switch according to claim i to 3, characterized in that that the moving contact piece (2) of the nozzle switching point in its middle, not contact-making part with an in particular tubular cover (i i) made of gas-emitting Insulating material is provided, which when switched off at the gas-generating interruption point the contact-making part (6) follows into a likewise gas-emitting tube (io).

5. Switch according to claim i to 4, characterized in that in the nozzle opening and the tubular moving contact (2) is made of gas-emitting substances Insulating piece (i5) protrudes (Fig.3).

6. Switch according to claim 5, characterized in that that the gas emitting Insulating piece as an abutment for an additional The pin electrode (i6) is used, which is placed in the most favorable extinguishing position to the nozzle (3) remains.

7. Modification of the arrangement according to claim ¢, characterized in that when coupling the two contact pieces (2, 6) by means of a driver device, the gas-emitting coating (i i) is already switched on protrudes into the insulating tube (io), leaving an annular space for the tubular Contact piece (6) (Fig. 4).